PCI—Express (PCIe, PCI—E) – последовательная, универсальная шина впервые обнародованная 22 июля 2002 года.
Является общей, объединяющей шиной для всех узлов системной платы, в которой соседствуют все подключённые к ней устройства. Пришла на замену устаревающей шине PCI и её вариации AGP, по причине возросших требований к пропускной способности шины и невозможности за разумные средства улучшить скоростные показатели последних.
Шина выступает как коммутатор, просто направляя сигнал из одной точки в другую не изменяя его. Это позволяет без явных потерь скорости, с минимальными изменениями и ошибками передать и получить сигнал.
Данные по шине идут симплексно (полный дуплекс), то есть одновременно в обе стороны с одинаковой скоростью, причём сигнал по линиям, течёт непрерывно, даже при отключении устройства (как постоянный ток, или битовый сигнал из нулей).
Синхронизация построена избыточным методом. То есть вместо 8 бит информации, передаётся 10 бит, два из которых являются служебными (20%) и в определённой последовательности служат маячками для синхронизации тактовых генераторов или выявления ошибок. Поэтому, заявленная скорость для одной линии в 2.5 Гбитс, на самом деле равна примерно 2.0 Гбитс реальных.
Питание каждого устройства по шине, подбирается отдельно и регулируется с помощью технологии ASPM (Active State Power Management). Она позволяет при простое (без подачи сигнала) устройства занижать его тактовый генератор и переводить шину в режим пониженного энергопотребления. Если сигнал не поступал в течение нескольких микросекунд, устройство считается неактивным и переводится в режим ожидания (время зависит от типа устройства).
Скоростные характеристики в двух направлениях PCI—Express 1.0:*
1x PCI—E ~ 500 Мбс
4х PCI—E ~ 2 Гбс
8x PCI—E ~ 4 Гбс
16х PCI—E ~ 8 Гбс
32х PCI-E ~ 16 Гбс
*Скорость передачи данных в одном направлении в 2 раза ниже данных показателей
15 января 2007 года, PCI—SIG выпустила обновлённую спецификацию именуемую PCI-Express 2.0
Основным улучшением стала в 2 раза увеличенная скорость передачи данных (5.0 Ггц, против 2.5Ггц в старой версии). Усовершенствованию подвергся также двухточечный протокол передачи данных (точка-точка), доработана программная составляющая и добавлена система программного мониторинга за скоростью шины. При этом сохранилась совместимость с версиями протокола PCI—E 1.х
В новой версии стандарта (PCI—Express 3.0), главным нововведением будет измененная система кодирования и синхронизации. Вместо 10 битной системы (8 бит информации, 2 бита служебных), будет применяться 130 битная (128 бит информации, 2 бита служебных). Это позволит снизить потери в скорости с 20% до ~1.5%. Будет также переработан алгоритм синхронизации передатчика и приёмника, улучшен PLL (phase-locked loop). Скорость передачи увеличится предположительно в 2 раза (в сравнении с PCI—E 2.0), при этом сохранится совместимость с прошлыми версиями PCI—Express.
